DE2850520C3

DE2850520C3 - Prüfspitze für Spannungsprüfer

Info

Publication number: DE2850520C3
Application number: DE2850520A
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: Karl Pfisterer Elektrorechnische Spezialartikel GmbH and Co KG
Current assignee: Karl Pfisterer Elektrorechnische Spezialartikel GmbH and Co KG
Priority date: 1978-11-22
Filing date: 1978-11-22
Publication date: 1981-10-15
Also published as: IT7912833A0; FR2442450A1; DE2850520A1; DE2850520B2; SE440559B; SE7909357L; FR2442450B1; IT1124250B

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfspitze für Hoch- oder Mittelspannung anzeigende Spannungsprüfer mit einer an ihrem freien Ende angeordneten Prüfelektrode, die mit einem im Bereich des vom Gehäuse des Spannungsprüfers gehaltenen, anderen Endes angeordneten Verbindungselement über einen langgestreckten, in einer isolierenden Umhüllung liegenden Widerstandskörper, der mit einer Widerstandsleitschicht versehen ist, elektrisch leitend verbunden ist.

Derartige Prüfspitzen gestatten eine selektive Prüfung, d. h. eine Prüfung, bei welcher der Spannungszustand eines Leiters oder Leitersystems in einem Hochoder MitteJr.pannungsnetz auch dann geprüft werden kann, wenn sich in der Nähe andere unter Spannung stehende Leiter oder Leitersysteme befinden.

Die bekannten Prüfspitzen der eingangs genannten Art, bei denen der Widerstandskörper aus einer Widerstandskette besteht, die aus mehreren, in einer Reihe angeordneten und hintereinander geschalteten Widerständen zusammengesetzt ist, sind mit verschiedenen Nachteilen behaftet. Das Zusammensetzen des Widerstandskörpers durch Zusammenlöten mehrerer Widerstände ist aufwendig. Vor allem aber besteht später, beispielsweise durch unterschiedliche Wärmedehnungen innerhalb der Prüfspitze, die Gefahr, daß die Lötstellen brechen oder die Kappen der Widerstände von diesen abgerissen werden. Wegen der Bruchempfindlichkeit der Widerstände besteht auch die Gefahr, daß bei einer mechanischen Überbeanspruchung der Prüfspitze die Widerstände brechen. Eine solche Überbeanspruchung kann z. B. infolge einer Durchbiegung bei erhöhten Temperaturen auftreten. Die Länge der Prüfspitze kann deshalb bei diesen bekannten Ausführungsformen nicht immer so groß gewählt

5n weiden, wie dies aus technischen Gründen wünschenswert wäre.

Frei von diesen Gefahren ist eine andere bekannte Art von Spannungsprüfeni für Hochspannung (DE-GM 19 74 709), die eine Prüfspitze aus einem massiven, elektrisch gutleitenden Stift aufweisen, an den eine Glimmlampe angeschlossen ist. die andererseits kapazitiv, also nicht über eine Widerstandskette, an das E'.rdpotential angekoppelt wird. Um trotz der großen Länge des die Prüfspitze und die Glimmlampe an seinem einen F.nde tragenden Isolierstabes dieses Spannungsprüfer zuverlässig erkennen zu können, ob die Glimmlampe leuchtet oder nicht leuchtet, ist im Inneren des die mechanischen Beanspruchungen aufnehmenden Isolierstabes ein Lichtleitstab angeordnet, der elektrisch isoliert und das Licht von der Glimmlampe zu einer am Bereich des unteren Endes des Stabes vorgesehenen Lichtaustrittsöffnung leiten. Eine selektive Prüfung ist aber mit einem solchen Spannungsprüfer

nicht möglich.

Dies gilt auch für einen bekannten einpoligen Phasensucher (DE-GM 70 03 316) für Niederspannungsnetze, der in einem elektrisch isolierenden. Griff, aus dessen einem Ende ein elektrisch leitender Stift als Tastelektrode herausragt, eine Glimmlampe, einen einzelnen Widerstand und eine Druckfeder enthält, welche sich mit ihrem einen Ende an dem Widerstand abstützt und dessen anderes Ende gegen die eine Kappe der Glimmlampe drückt Wegen der geringen Spannung, die während der Prüfung am Stift anliegt, hat der Widerstand relativ geringe, die Größe der Glimmlampe nicht überschreitende Abmessungen. Es brauchen deshalb weder mehrere Widerstände zusammengelötet zu werden, noch sind die Bauelemente im Inneren des Griffes einer äußeren mechanischen Beanspruchung ausgesetzt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Prüfspitze für einen Spannungsprüfer der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Länge entsprechend den technischen Anforderungen gewählt werden kann, ohne bei den üblicherweise auftretenden Beanspruchungen eine Beschädigung oder ein Unbrauchbarwerden der Prüfspitze befürchten zu müssen. Ausgehend von einer Prüfspitze der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Widerstandskörper durch einen einzigen, den beim Gebrauch auftretenden mechanischen Beanspruchungen ohne bleibende Verformung standhaltenden Trägerstab aus Kunststoff gebildet ist.

Bei einem in dieser Weise ausgebildeten Widerstandskörper besteht selbst bei einer relativ großen Biegung, wie sie beispielsweise infolge einer mechanischen Überbeanspruchung auftreten kann, weder für den Trägerstab noch für seine Leitschicht oder Leitschichten die Gefahr eines Bruches. Da außerdem die Durchbiegung des Widerstandskörpers bei erhöhten Umgebungstemperaturen geringer ist als bei den bekannten Prüfspitzen, kann die Länge der erfindungsgemäßen Prüfspitze frei gewählt werden, was im Hinblick auf die Qualität der Prüfung, insbesondere bei einer selektiven Messung, von großer Bedeutung ist. Ein weiterer, wesentlicher Vorteil besteht darin, daß die Herstellung sowohl dadurch, daß ein Zusammenlöten von Widerständen entfällt, als auch im Hinblick auf die selbsttragende Ausbildung des Widerstandskörpers sich wesentlich vereinfacht. Die selbsttragende Ausbildung des Widerstandskörpers ermöglicht es nämlich, bei der Wahl der isolierenden Umhüllung anderen Eigenschaften als der mechanischen Festigkeit die entscheidende Bedeutung beizulegen.

Vorzugsweise besteht der Trägerstab nicht wie die bekannten Schichtwiderstände (Meinke-Gundlach, Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, 2. Auflage 1962, Springer-Verlag, Seite 138,139) aus Keramik oder Glas, sondern aus glasfaserverstärktem Polyester.

Statt einer einzigen Leitschicht können, falls dies zweckmäßig ist, auf der Mantelfläche des Trägerstabes wenigstens zwei Widerstandsleitschichten vorgesehen sein, die unmittelbar oder voneinander isoliert übereinanderliegend oder voneinander isoliert nebeneinander aufgebracht sein können. Die Anordnung von mehreren Leitschichten nebeneinander bereitet ebensowenig wie die Anordnung übereinander Schwierigkeiten, weil hierzu beispielsweise nur die isolierenden Zwischenbereiche während des Aufbringens der Widerstandsleitschicht abgedeckt werden müssen. Durch das Aufbrineen mehrerer Leitschichten kann man in einfacher Weise den Widerstandswert an die Erfordernisse anpassen oder beispielsweise eine zweite Leiterbahn zum Anlegen einer Prüfspannung an die Elektrode vorsehen.

Ist der Trägerstab als Rohr ausgebildet, dann kann man die Widerstandsleitschicht oder Widerstandsleitschichten nur auf der Außenmantelfläche, sowohl auf der Außenmantelfläche als auch auf der Innenmantelfläche oder nur auf der Innenmantelfläche des

ίο Trägerstabes vorsehen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Trägerstab an seinen beiden Enden unmittelbar mit der Elektrode bzw. dem Verbindungskörper mechanisch fest verbunden, weil hierdurch die Prüfspitze besonders einfach und störunempfindlich wird. Dies gilt insbesondere dann, wenn man die Verbindung mittels je einer Preßhülse ausführt Preßhülsen sind auch insofern vorteilhaft, als sie bei einer Anordnung der Widerstandsleitschicht auf der Außenmantelfläche des Trägerstabes gleichzeitig die erforderliche elektrische Verbindung des Widerstandskörpers mit der Prüfeiektrode und dem Verbindungskörper herstellen können.

Insbesondere bei der Verwendung von Preßhülsen ist es zweckmäßig, zwischen der Innenmanielfläche der Preßhülsen und der Widerstandsleitschicht eine elektrisch leitende Druckverteilerschicht vorzusehen, um eine möglichst gleichmäßige Flächenpressung zu erzielen. Diese Druckverteilerschicht besteht vorzugsweise aus einem elektrisch leitenden Kunststoff.

Für die Widerstandsleitschicht oder Widerstandsleitschichten wird vorteilhaft ein elektrisch leitender Polyesterlack vorgesehen, da ein solcher Lack gut auf dem Isolierstab haftet und die Beschichtung keine Schwierigkeiten bereitet. Der Widerstandswert, den die Widerstandsleitschicht ergibt, kann durch die Zusammensetzung der Widerstandsleitschicht und ihre Dicke beeinflußt werden.

Die isolierende Umhüllung des Widerstandskörpers kann ein letzteren im Abstand umgebendes Isolierrohr aus Kunststoff sein. Da diese Umhüllung der Prüfspitze nicht die erforderliche Biegefestigkeit zu geben braucht, kann ein Kunststoff gewählt werden, der eine hohe Verschleißfestigkeit und eine hohe elektrische Durchschlagfestigkeit hat. Geeignet sind daher extrudierbare Kunststoffe wit beispielsweise PVC, Polypropylen oder Polyäthylen. Da der Widerstandskörper selbsttragend ist, kann die isolierende Umhüllung aber auch beispielsweise ein elektrisch isolierender Schrumpfschlauch sein. Besonders vorteilhaft ist ferner eine isolierende Umhüllung in Form einer auf den Widerstandskörper aufgebrachten Silikonkautschukschicht.

Im folgenden ist die Erfindung anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels und des die Prüfspitze aufnehmenden Teils des Gehäuses des zugehörigen Spannungsprüfers,

Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels.

Die Prüfspitze 1 weist, wie Fig. 1 zeigt, ein Isolierrohr 3 aus einem extrudierbaren Kunststoff, beispielsweise PVC, auf, dessen Außendurchmesser in dem in den Fortsatz 2' eingreifenden Endabschnitt verringert und an den Innendurchmesser des Fortsatzes 2' angepaßt ist. Zwei O-Ringe 4, die in je eine Nut in der Innenmantelfläche des Fortsatzes 2' eingelegt sind, liegen am Isolierrohr 3 an und bilden einen auch elektrisch dichten Verschluß.

An dem dem Gehäuse 2 abgekehrten Ende des Isolierrohres 3 ist eine Prüfelektrode 5 angeordnet, deren teils in das Isolierrohr 3 eingreifender, teils über dieses überstehender Kopf eine relativ kleine axiale Länge sowie eine nach außen weisende, ebene Stirnfläche hat. An den Kopf 5' schließt sich ein im Inneren des Isokerrohres 3 liegender Schaftteil an, der eine erste Preßhülse 6 bildet. Diese Preßhülse ist im Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Kopf 5' ausgebildet, könnte aber auch ein von ihm getrenntes Teil sein. Allerdings müßte dann am Kopf 5' ein von der Preßhülse 6 übergreifbarer Zapfen od. dgl. vorgesehen sein. Der Außendurchmesser der ersten Preßhülse 6 ist etwas kleiner als der Innendurchmesser des Isolierrohres 3.

In die erste Preßhülse 6 greift der eine Endabschnitt eines selbsttragend ausgebildeten, aus glasfaserverstärktem Polyester bestehenden Trägerstabes 7 ein, der als ein gerader Rundstab ausgebildet und gleichachsig zum Isolierrohr 3 im Inneren desselben angeordnet ist. Die Außenmantelfläche des Trägerstabes 7 ist mit einem elektrisch leitenden Polyesterlack 8 beschichtet, wobei die Zusammensetzung und Schichtdicke so gewählt ist, daß man zwischen den beiden Enden des Trägerstabes 7 einen elektrischen Widerstand der erforderlichen Größe hat.

Im Bereich des in die erste Preßhülse 6 eingreifenden Endabschnittes ist auf den Polyesterlack eine Druckverteilerschicht 9 aufgebracht, die aus einem elektrisch leitenden Kunststoffband besteht und die Aufgabe hat, eine möglichst gleichmäßige Flächenpressung herbeizuführen, wenn die erste Preßhülse 6 verpreßt wird, um den Trägerstab 7 mechanisch fest und den Polyesterlack 8 elektrisch leitend mit dem Kopf 5' der Prüfelektrode 5 zu verbinden.

Das andere, im Inneren des Fortsatzes 2' liegende Ende des Trägerstabes 7 greift in eine zweite Preßhülse 10 ein, zwischen deren Innenwandung und dem Polyesterlack 8, mit dem der Trägerstab auch hier beschichtet ist, ebenfalls eine aus einem leitenden Kunststoffband bestehende Druckverteilerschicht 9 vorgesehen ist Die beiden Preßstelien, an denen die zweite Preßhülse 10 verpreßt ist, sind mit 11 bezeichnet

Die zweite Preßhülse 10 hat einen etwas größeren Außendurchmesser als ein sich an das dem Trägerstab 7 abgekehrte Ende der zweiten Preßhülse gleichachsig anschließender Gewindebolzen 12, der durch den innenliegenden Endabschnitt des Fortsatzes 2' hindurchgeführt ist, welcher hier einen kleineren Innendurchmesser als in dem das Isolierrohr 3 aufnehmenden Abschnitt hat Eine auf den Gewindebolzen 12 aufgeschraubte Mutter 13. die sich über eine Unterlegscheibe 14 an der nach innen weisenden Stirnfläche des Fortsatzes 2' abstützt, zieht die zweite Preßhülse 10 und das mit ihr durch einen Querstift 15 verbundene Isolierrohr 3 gegen die am Übergang zu dem Abschnitt mit dem kleineren Innendurchmesser gebildete Schulter des Fortsatzes 2'.

Das Isolierrohr 3 hat in dem die zweite Preßhülse 10 aufnehmenden Endabschnitt einen etwas größeren Außendurchmesser als die zweite Preßhülse. Der sich an

ίο diesen Endabschnitt anschließende Mittelabschnitt des Isolierrohres 3 hat einen Innendurchmesser, der nur wenig größer ist als der Außendurchmesser des Trägerstabes 7 einschließlich seiner Beschichtung mit dem Polyesterlack 8. Am Übergang zum freien Endabschnitt des Isolierrohres 3 erweitert sich dann dessen Innendurchmesser wieder auf einen Wert, der etwas größer ist als der Außendurchmesser der ersten Preßhülse 6. Der deshalb vorhandene Ringraum zwischen der Innenmantelfläche des Isolierrohres 3 und dem Polyesterlack 8 sowie der Außenmantelfläche der ersten Preßhülse 6 ist mit einem Gießharz 16 ausgefüllt, das durch eine Bohrung 17 im Isolierrohr 8 nahe dem Kopf 5' eingebracht worden ist.

Der elektrische Anschluß der Prüfspitze 1 kann im Ausführungsbeispiel am Gewindebolzen 12 erfolgen. Man könnte aber auch die Verbindung mit der nachfolgenden, nicht dargestellten Schaltung über die zweite Preßhülse 10 herstellen.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen gemäß Fig. 1 nur durch eine andere Umhüllung des selbsttragenden Widerstandskörpers, der wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel einen aus glasfaserverstärktem Polyester bestehenden Trägerstab 107 und einen auf dessen Außenmantelfläche aufgebrachten, elektrisch leitenden Polyesterlack 108 aufweist Dieser Widerstandskörper sowie die beiden Preßhülsen 106 und 110, weiche ihn mechanisch fest und elektrisch leitend mit der Prüfelektrode 105 bzw. dem als Verbindungselement dienenden Gewindebolzen 112 verbinden, sind zur Bildung der das Isolierrohr 3 des ersten Ausführungsbeispiels und die Gießharzfüllung 16 ersetzenden Umhüllung 103 mit Silikonkautschuk beschichtet Im Ausführungsbeispiel greift diese Umhüllung 103 im Bereich des der Prüfelektrode 105 abgekehrten Endes in einen an ihren Außendurchmesser angepaßten, rohrförmigen Fortsatz 102' des Spannungsprüfergehäuses 102 ein.

Im übrigen entspricht der Aufbau des zweiten Ausführungsbeispiels demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels, weshalb wegen weiterer Einzelheiten auf die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel verwiesen wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Prüfspitze für Hoch- oder Mittelspannung anzeigende Spannungsprüfer mit einer an ihrem freien Ende angeordneten Prüfelektrode, die mit einem im Bereich des vom Gehäuse des Spannungsprüfers gehaltenen, anderen Endes angeordneten Verbindungselement über einen langgestreckten, in einer isolierenden Umhüllung liegenden Widerstandskörper, der mit einer Widerstandsleitschicht versehen ist elektrisch leitend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandskörper (7, 8; 107, 108) durch einen einzigen, den beim Gebrauch auftretenden mechanischen Beanspruchungen ohne bleibende Verformung Stand haltenden Trägerstab (7; 107) aus Kunststoff gebildet ist

2. Prüfspitze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerstab (7; 107) aus glasfaserverstärktem Polyester besteht.

3. Prüfspitze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Mantelfläche des Trägerstabes (7; 107) wenigstens zwei Widerstandsleitschichten vorgesehen sind, die unmittelbar oder voneinander isoliert übereinander liegend oder voneinander isoliert nebeneinander aufgebracht sind.

4. Prüfspitze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerstab als Rohr ausgebildet ist.

5. Prüfspitze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenmantelfläche und/oder die Innenmantelfläche des Trägerstabs (7; 107) als Trägerfläche für die Leitschicht oder Leitschichten vorgesehen sind.

6. Prüfspitze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschicht (8; 108) oder Leitschichten aus elektrisch leitendem Polyesterlackbestehen.

7. Prüfspitze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerstab (7; 107) an seinen beiden Enden unmittelbar mit der Prüfelektrode (5; 105) bzw. dem Verbindungskörper (12; 112) mechanisch fest verbunden ist.

8. Prüfspitze nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch je eine Preßhülse (6, 10; 106, HO) zur mechanisch festen und bei einer Anordnung der Leitschicht (8; 108) auf der Außenmantelfläche des Trägerstabes (7; 107) auch einer elektrisch leitenden Verbindung des Widerstandskörpers mit der Prüfelektrode (5; 105) und dem Verbindungskörper (12; 112).

9. Prüfspitze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Innenmantelfläche der Preßhülsen (6, 10; 106, 110) einerseits und der Leitschicht (8; 108) andererseits je eine elektrisch leitende Druckverteilungsschicht (9) vorgesehen ist, die aus einem elektrisch leitenden Kunststoffband besteht.

10. Prüfspitze nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Umhüllung des Widerstandskörpers (7, 8) ein letzteren im Abstand umgebendes Isolierrohr (3) aus Kunststoff ist.

11. Prüfspitze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum zwischen dem Widerstandskörper (7, 8) und der Innenmantelfläche des

Isolierrohres (3) zumindest auf einem Teil seiner Länge mit einer Füllmasse, vorzugsweise mit Gießharz (16), gefüllt ist.

12. Prüfspitze nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Umhüllung des Widerstandskörpers ein elektrisch isolierender Schrumpfschlauch ist.

13. Prüfspitze nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Umhüllung (103) des Widerstandskörpers (107, 108) eine Silikonkautschukschicht ist